2-BIT CODED METASURFACES FOR REFLECTED BEAM SYNTHESIS BY MEANS OF A GENETIC ALGORITHM AND A HYBRID ANALYTICAL/FULL-WAVE APPROACH

The thesis focuses on the design of an X-band 2-bit digital metasurface for the controlled deflection of the reflected beam, utilizing four equidistant phase states. The optimal phase distribution is obtained through a two-stage genetic algorithm: a rapid and extensive first analytical stage implementing the Huygens–Fresnel model, and a second hybrid refinement stage based on full-wave simulations in CST. The results for three target angles (20°, 30°, and 40°) exhibit a decreasing directivity with respect to the angle and a systematic discrepancy (~87–90%) between the analytical estimation and the full-wave data, which is attributed to the mutual coupling between unit cells not accounted for in the analytical model.

La tesi progetta una metasuperficie digitale con codifica a 2 bit in banda X per la deflessione controllata del fascio riflesso, tramite quattro stati di fase equidistanti. La distribuzione ottima è ricavata con un algoritmo genetico in due fasi: una prima fase analitica, rapida ed estensiva, che implementa il modello di Huygens–Fresnel e una seconda fase ibrida di perfezionamento tramite simulazioni full-wave in CST. I risultati, per tre angoli target (20°,30°,40°), mostrano una direttività decrescente con l'angolo e uno scostamento sistematico (~87–90%) tra stima analitica e dato full-wave, dovuto al mutuo accoppiamento tra celle non modellato analiticamente.